Estudo Dirigido Redes de Campo 2008

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELETRÔNICA
SISTEMAS DISTRIBUÍDOS PARA AUTOMAÇÃO
PROFESSOR: Constantino Seixas Filho
ESTUDO DIRIGIDO – REDES DE CAMPO
1. Redes ASI
1.1 Características Gerais:
a) Qual o comprimento máximo da rede sem repetidor ? ___________
b) Qual o comprimento máximo da rede com repetidor ? ___________
c) Qual o tempo máximo de todos os dispositivos da rede ? ___________
d) Qual o número máximo de dispositivos na rede ? ____________
e) Qual a eficiência da mensagem (bits de payload/ comprimento total da
mensagem) ? _________
1.2 Marque Verdadeiro ou falso
(
)
A rede ASi é determinística no tempo
(
)
Não é possível ler variáveis analógicas via a rede ASi
(
)
A rede AS-i permite múltiplos mestres.
(
)
O tempo de ciclo da rede ASI depende do número de dispositivos
escravos.
(
)
Apenas um nodo com o endereço 0x00 pode ter seu novo endereço
designado pelo comando AssignAddress.
1.3 Marque em que aplicações você utilizaria a rede ASI e em quais você não a
utilizaria justificando a resposta
a) Interligar sensores de uma linha de engarrafamento de refrigerante
incluindo a balança de linha
______________________________________________________________
b) Interligar os instrumentos de um compressor
_______________________________________________________________
c) Interligar os instrumentos de uma caldeira
_______________________________________________________________
d) Interligação de dispositivos de automação predial de um grande edifício
_______________________________________________________________
2. Rede DeviceNet
2.1 Marque verdadeiro ou falso
(
)
O uso do modelo produtor consumidor diminui a necessidade de banda de
passagem da rede.
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(
)
É impossível implementar o mecanismo de unsolicited message na rede
DeviceNet.
(
)
I/O messages na rede DeviceNet utilizam identificadores de alta
prioridade.
(
)
O overhead do processo de fragmentação na rede DeviceNet é de 12,5%
independente do número de fragmentos.
(
)
Por se tratar de um protocolo da família CSMA/CD é de se esperar que
ocorra um aumento do número de colisões quando a carga na rede
aumenta.
2.2 Verifique a conformidade da rede DeviceNet abaixo:
2m
10 m
m
RT
80 m
m
14 m
m
4m
m
8m
6m
6m
RT
1m
5m
4m
3m
2m
5m
1m
5m
2m
a) O comprimento da derivação cumulativa é: _____________
b) Todos os nós respeitam a distância máxima até a linha tronco ? ________
c) Que taxas de comunicação podem ser usadas nesta rede ? _____________
d) A distância máxima dos cabos é: _________________________
e) Quanto de derivações podem ser introduzidas sem degradar a velocidade da
rede ? _____
2.3 Explique como ocorre a arbitragem de mensagem no barramento DeviceNet e
como a colisão é evitada:
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
3. Protocolo HART
3.1 Marque Verdadeiro ou Falso:
(
)
O protocolo HART transmite os sinais digitais nos intervalos da
transmissão dos sinais analógicos.
(
)
Todo instrumento com transmissor HART suporta transmissão em
modo burst.
(
)
A transmissão em modo burst propicia um melhor aproveitamento
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de banda do canal de transmissão.
(
)
É possível utilizar o modo burst em redes multidrop.
(
)
Quando em topologia multidrop, o valor da PV de cada instrumento
não pode ser lido a partir da corrente de 4..20 mA.
(
)
Um dispositivo de campo HART deve responder a todos os comandos
universais.
(
)
Instrumentos colocados em paralelo em um segmento HART trazem
como beneficio um menor tempo de scan.
(
)
É impossível para um instrumento HART possuir um módulo PID e
atuar diretamente sobre um atuador no campo.
(
)
Instrumentos HART são pouco disseminados no mundo, isto é sua
base instalada é muito pequena em 2008
(
)
Devido a ser alimentado com a corrente de 4mA instrumentos HART
possuem limitação de inteligência em relação a instrumentos FF
3.2 Explique em que situações o HART é mais indicado que as redes FF e ProfibusPA:
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
3.3 Explique o papel do multiplexador HART e procure na Internet um cartão de
entrada analógica para CLPs que já incorpore a função de multiplexador para a
família ControlLogix da Rockwell Automation.
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
4. Rede Profibus-DP/Profibus-PA
4.1 Liste três diferenças entre acopladores e link devices na rede Profibus.
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
4.2 Compare as características e funções das redes Profibus-DP e HSE para a
integração de dispositivos .
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
4.3 Compare as características e funções das redes Profibus-DP e HSE para a
integração de dispositivos .
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___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
5. Rede Foundation Fieldbus
5.1 Completar cada uma das afirmativas sobre a rede FF:
a) Um instrumento FF deve ter sua data e hora acertados através da
mensagem DT (Data Transfer) a fim de :
____________________________________________________________
____________________________________________________________
b) Um instrumento FF deve ter seu tempo de barramento sincronizado
através da mensagem TD (Time Distribution) a fim de:
____________________________________________________________
____________________________________________________________
c) A mensagem ProbeNode é enviada para um dispositivo FF para
____________________________________________________________
____________________________________________________________
5.2 Qual a função do LAS na rede Foundation Fieldbus (FF) ?
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
5.3 Liste duas vantagens da rede FF sobre a rede Profibus-PA:
___________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________________
6. Geral
6.1 Marque V ou F:
(
)
Tanto a rede DeviceNet como a rede Foundation Fieldbus (FF)
utilizam o mecanismo produtor-consumidor (publisher-subscriber)
(
)
A rede FF comporta tanto a comunicação determinística no tempo
usada para controle como a comunicação não determinística
usada para administrar a rede.
(
)
O tempo de ciclo da rede ASi é de 5ms, independente do número
de dispositivos na rede
(
)
É possível conectar dispositivos analógicos na rede ASI, mas neste
caso o tempo de ciclo das variáveis discretas será prejudicado,
podendo chegar a 35ms.
(
)
O protocolo HART permite utilizar o cabeamento 4.20mA
tradicional para transmitir informações de diagnóstico de
dispositivos.
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(
)
Numa interligação multiponto de instrumentos HART pode-se
conectar até 15 instrumentos. Neste caso o sinal de 4..20mA
informa o valor da PV.
(
)
A rede HSE utiliza o mesmo protocolo H1 da rede FF. Desta forma
pode-se definir uma malha de controle em que um elemento está
em um segmento H1 e outro elemento em um segmento
diferente.
(
)
Um instrumento Profibus-PA oferece mais blocos de controle que
um instrumento FF.
(
)
A rede DeviceNet utiliza mecanismo de acesso ao meio CSMA-NBA
que garante uma comunicação livre de colisões.
(
)
As redes FF e Profibus-PA utilizam a mesma especificação de
camada física.
6.2 Marque V ou F:
(
)
A rede ASi é determinística no tempo.
(
)
O tempo de resposta na rede ASi depende do número de nodos
utilizados
(
)
A rede ASi é capaz de ler uma variável analógica sem prejudicar o
tempo de ciclo de uma variável discreta
(
)
A rede ASi não exige terminador
(
)
A topologia da rede ASi é barramento com derivações
(
)
A rede DeviceNet exige terminador em ambos os extremos da
rede
(
)
Para se endereçar uma variável na rede DeviceNet utilizamos o
número do nodo, a classe do objeto a instância e o número do
atributo.
(
)
As únicas redes cujo modelo de envio de mensagem é produtorconsumidor são: ControlNet, DeviceNet e Foundation Fieldbus
(
)
As redes Asi, Profibus-PA possuem modelo de rede mestre escravo
(
)
O controle de acesso ao meio na rede DeviceNet é CSMA/NBA
(
)
Numa rede produtor consumidor o cabeçalho da mensagem inclui
o endereço do destinatário.
(
)
Na rede Foundation Fieldbus cada instrumento possui blocos de
controle que podem representar desde simples blocos de entrada
e saída até controladores PID.
(
)
Na rede Ethernet Industrial existem formas de se garantir QoS
através do próprio quadro Ethernet ou dos quadros IP ou TCP.
(
)
Dispositivos seriais podem ser ligados a uma rede Ethernet com o
uso do adaptadores e acessados através do protocolo
Modbus/TCP.
(
)
A rede Ethernet possui um payload mínimo muito grande (46
bytes) para transportar dados de dispositivos discretos como
chaves de fim de curso o que torna qualquer protocolo sobre esta
rede ineficiente para este fim.
(
)
A prioritização explícita do tipo IP/TOS surgiu para acomodar
aplicações do tipo Voz sobre IP.
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(
)
O nível físico da rede Profibus-PA é equivalente ao da rede
Foundation Fieldbus.
(
)
A melhor maneira de se interligar uma rede Profibus-PA a uma
rede Profibus-DP é através de um acoplador DP/PA sem prejuízo
da velocidade da rede DP.
(
)
O DP/PA link possibilita que instrumentos seja interligados na
velocidade nominal da DP isto é até 12Mbps.
(
)
Numa rede Profibus-PA podemos ter mais de um mestre
6.3 Dê um exemplo indicando uma aplicação em que as redes descritas abaixo
seriam as mais indicadas:
a) Device Net
b) ASi
c) Profibus-DP
d) FF
e) HART
6.4
Explique por que a seu ver o determinismo no tempo é importante em redes de
automação e controle
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
6.5 Gerenciamento de ativos
Compare FDT e EDDL do ponto de vista de gerenciamento de ativos (pesquisa
na Internet)
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______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Liste três funcionalidades de um sistema de gerenciamento de ativos do ponto
de vista da instrumentação.
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